JP5079097B2 - Antenna selection method using sounding reference signal with frequency hopping - Google Patents
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Description
この発明は、包括的には無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択に関し、より詳細には、周波数ホッピングされたサウンディング基準信号を用いてアンテナを選択することに関する。 The present invention relates generally to antenna selection in wireless communication networks, and more particularly to selecting an antenna using a frequency hopped sounding reference signal.
以下の特許および特許出願は、本出願に関連し、参照により本明細書に援用される。
2007年12月10日付けで出願された、「Method and System for Generating Antenna Selection Signals in Wireless Networks」と題する米国特許出願第11/953,452号明細書、
2008年3月26日付けで出願された、「Method for Selecting Antennas in a Wireless Networks」と題する米国特許出願第12/055,522号明細書、
2007年10月26日付けで出願された、「Method for Implicit Selecting Antennas in a Wireless Networks」と題する米国特許出願第11/924,703号明細書、
2007年8月6日付けで出願された、「Method for Selecting Antennas in a Wireless Networks」と題する米国特許出願第11/834,345号明細書、
2008年5月7日付けで出願された、「Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training」と題する米国仮特許出願第61/051,216号明細書、
2008年6月24日付けで出願された、「Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training」と題する米国仮特許出願第61/075,102号明細書、
2008年6月30日付けで出願された、「Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training」と題する米国仮特許出願第61/076,743明細書、
2008年7月1日付けで出願された、「Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training」と題する米国仮特許出願第61/077,301号明細書、および
2008年7月2日付けで出願された、「Tree-based frequency-hopped sounding reference signals for transmit antenna selection training with antenna index」と題する米国仮特許出願第61/077,723号明細書。
The following patents and patent applications are related to this application and are incorporated herein by reference.
US patent application Ser. No. 11 / 953,452, entitled “Method and System for Generating Antenna Selection Signals in Wireless Networks,” filed on Dec. 10, 2007;
US patent application Ser. No. 12 / 055,522, filed Mar. 26, 2008, entitled “Method for Selecting Antennas in a Wireless Networks”;
US patent application Ser. No. 11 / 924,703, filed Oct. 26, 2007, entitled “Method for Implicit Selecting Antennas in a Wireless Networks”,
US patent application Ser. No. 11 / 834,345, entitled “Method for Selecting Antennas in a Wireless Networks,” filed August 6, 2007,
US Provisional Patent Application No. 61 / 051,216, entitled “Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training”, filed May 7, 2008,
US Provisional Patent Application No. 61 / 075,102 entitled “Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training” filed on June 24, 2008,
US Provisional Patent Application No. 61 / 076,743, entitled “Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training,” filed on June 30, 2008,
US Provisional Patent Application No. 61 / 077,301 entitled “Tree-Based Frequency-Hopped Sounding Reference Signals for Transmit Antenna Selection Training” filed July 1, 2008, and July 2, 2008 US Provisional Patent Application No. 61 / 077,723, entitled “Tree-based frequency-hopped sounding reference signals for transmit antenna selection training with antenna index”, filed on the date.
OFDMAおよびSC−OFDMA
第3世代(3G)無線セルラ通信標準規格および3GPPロングタームエボリューション(LTE)標準規格のような無線通信ネットワークにおいて、固定帯域幅チャネルにおける複数のユーザのための複数のサービスおよび複数のデータレートを同時にサポートすることが望まれている。1つの方式は、現在のチャネル推定値に基づく伝送の前に、シンボルを適応的に変調および符号化する。直交周波数分割多元接続(OFDMA)を使用する、LTEにおいて利用可能な別の選択肢は、異なるユーザまたはUE(ユーザ機器、移動局、または送受信機)に対して異なるサブキャリアまたはサブキャリアのグループを割り当てることによってマルチユーザ周波数ダイバーシティを活用することである。LTEの単一キャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA)アップリンクでは、各ユーザにおいて、シンボルがまずともに離散フーリエ変換(DFT)行列を用いて拡散され、次に異なるサブキャリアに割り当てられる。ネットワーク帯域幅は、たとえば1.25MHz〜20MHzで変動し得る。ネットワーク帯域幅は、多数のサブキャリア、たとえば10MHz帯域幅に対して1024個のサブキャリアに分割される。
OFDMA and SC-OFDMA
In wireless communication networks such as third generation (3G) wireless cellular communication standards and 3GPP long term evolution (LTE) standards, multiple services and multiple data rates for multiple users in a fixed bandwidth channel simultaneously It is hoped that it will be supported. One scheme adaptively modulates and encodes symbols prior to transmission based on the current channel estimate. Another option available in LTE using orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) is to assign different subcarriers or groups of subcarriers for different users or UEs (user equipment, mobile stations, or transceivers). To take advantage of multiuser frequency diversity. In LTE single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) uplink, for each user, symbols are first spread together using a discrete Fourier transform (DFT) matrix and then assigned to different subcarriers. The network bandwidth can vary, for example, from 1.25 MHz to 20 MHz. The network bandwidth is divided into a number of subcarriers, eg, 1024 subcarriers for a 10 MHz bandwidth.
以下の標準化文書、すなわち36.211, 3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Physical Channels and Modulation((Release 8), v 1.0.0 (2007-03))と、R1-01057「Adaptive antenna switching for radio resource allocation in the EUTRA uplink」(Mitsubishi Electric/Nortel/NTT DoCoMo, 3GPP RAN1#48, St. Louis, USA)と、R1-071119「A new DM-RS transmission scheme for antenna selection in E-UTRA uplink」(LGE, 3GPP RAN1#48, St. Louis, USA)と、「Comparison of closed-loop antenna selection with open-loop transmit diversity (antenna switching within a transmit time interval (TTI))」(Mitsubishi Electric, 3GPP RAN1#47bis, Sorrento, Italy)とが適用可能である。基地局(BS)は、3GPP標準規格にしたがって強化され、「次世代ノードB(Evolved NodeB)」(eNodeB)と呼ばれる。用語BSおよびeNodeBを交換可能に使用する。 The following standardized documents: 36.211, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Channels and Modulation ((Release 8), v 1.0.0 (2007-03)) and R1-01057 “Adaptive antenna switching for radio resource allocation in the EUTRA uplink ”(Mitsubishi Electric / Nortel / NTT DoCoMo, 3GPP RAN1 # 48, St. Louis, USA) and R1-071119“ A new DM-RS transmission scheme for antenna selection in E-UTRA uplink ” (LGE, 3GPP RAN1 # 48, St. Louis, USA) and "Comparison of closed-loop antenna selection with open-loop transmit diversity (antenna switching within a transmit time interval (TTI))" (Mitsubishi Electric, 3GPP RAN1 # 47bis, Sorrento, Italy). The base station (BS) is enhanced according to the 3GPP standard and is referred to as “Evolved Node B” (eNodeB). The terms BS and eNodeB are used interchangeably.
多入力多出力(MIMO)
フェージングチャネル環境における無線通信ネットワークの容量をさらに増大させるために、多入力多出力(MIMO)アンテナ技術を使用して、帯域幅を増大させることなくネットワークの容量を増大させることができる。異なるアンテナのためのチャネルはかなり異なり得るため、MIMOはフェージングに対するロバスト性を増大させて、また、複数のデータストリームが同時に伝送されることを可能にする。
Multiple input multiple output (MIMO)
To further increase the capacity of a wireless communication network in a fading channel environment, multiple input multiple output (MIMO) antenna technology can be used to increase the capacity of the network without increasing bandwidth. Since channels for different antennas can be quite different, MIMO increases robustness against fading and also allows multiple data streams to be transmitted simultaneously.
そのうえ、空間多重化方式において、または時空間トレリス符号を用いて、受信される信号を処理することは、複雑度がアンテナの数の関数として指数関数的に増大する可能性がある送受信機を必要とする。 Moreover, processing the received signal in a spatial multiplexing scheme or using a space-time trellis code requires a transceiver whose complexity can increase exponentially as a function of the number of antennas. And
アンテナ選択
RFチェーンが相当により複雑で高価であるのに対して、アンテナは比較的単純で安価である。アンテナ選択は、MIMOネットワークに関連付けられる複雑度の欠点を或る程度低減する。アンテナ選択は、アンテナの数よりも少ない数のRFチェーンを使用することによって、送受信機内の送信機および受信機のハードウェア複雑度を低減する。
Antenna selection While RF chains are considerably more complex and expensive, antennas are relatively simple and inexpensive. Antenna selection reduces to some extent the complexity drawbacks associated with MIMO networks. Antenna selection reduces the hardware complexity of the transmitter and receiver in the transceiver by using fewer RF chains than the number of antennas.
アンテナ選択において、利用可能なアンテナのセットのサブセットがスイッチによって適応的に選択され、アンテナの選択されたサブセットのための信号のみが、送信または受信のいずれかとすることができる、信号処理に利用可能なRFチェーンに接続される。本明細書において使用される場合、選択されたサブセットは、すべての事例において、アンテナのセット内のすべての利用可能なアンテナのうちの1つまたは複数を意味する。 In antenna selection, a subset of the set of available antennas is adaptively selected by the switch, and only signals for the selected subset of antennas can be used for signal processing, which can either be transmitted or received Connected to a simple RF chain. As used herein, a selected subset means, in all cases, one or more of all available antennas in a set of antennas.
パイロットトーンすなわち基準信号
アンテナの最適なサブセットを選択するために、最終的にはアンテナの選択された最適なサブセットのみが送信に使用されるとしても、アンテナの利用可能なサブセットに対応するチャネルを推定する必要がある。
Pilot tone or reference signal To select the optimal subset of antennas, estimate the channel corresponding to the available subset of antennas, even if only the optimal subset of antennas is ultimately used for transmission There is a need to.
これは、アンテナ選択信号、たとえば基準信号とも呼ばれるパイロットトーンを、異なる複数のアンテナまたはアンテナサブセットから送信することによって達成することができる。異なる複数のアンテナサブセットは、同じパイロットトーンを送信するか、または異なるパイロットトーンを使用することができる。Ntが送信アンテナの数を、Nrが受信アンテナの数を表すものとし、Rt=Nt/LtおよびRr=Nr/Lrが整数であるものとする。その場合、利用可能な送信(受信)アンテナ素子はRt(Rr)個の別個のサブセットに分割することができる。パイロット反復手法は、Lt×LrのMIMOネットワークに適切なトレーニングシーケンスをRt×Rr回繰り返す。トレーニングシーケンスの各反復の間、送信RFチェーンはアンテナの異なる複数のサブセットに接続される。したがって、Rt×Rr回の反復の終了時に、受信機は、様々な送信アンテナから様々な受信アンテナまでの、すべてのチャネルの完全な推定値を有する。 This can be achieved by transmitting antenna selection signals, eg pilot tones, also referred to as reference signals, from different antennas or antenna subsets. Different antenna subsets may transmit the same pilot tone or use different pilot tones. Let N t denote the number of transmit antennas, N r denote the number of receive antennas, and let R t = N t / L t and R r = N r / L r be integers. In that case, the available transmit (receive) antenna elements can be divided into R t (R r ) distinct subsets. The pilot iteration approach repeats a training sequence appropriate for an L t × L r MIMO network R t × R r times. During each iteration of the training sequence, the transmit RF chain is connected to different subsets of antennas. Thus, at the end of R t × R r iterations, the receiver has a complete estimate of all channels from various transmit antennas to various receive antennas.
順方向リンク(チャネル)と逆方向リンク(チャネル)とが同一でない周波数分割複信(FDD)ネットワークにおける送信アンテナ選択の場合、送受信機は、アンテナの選択されたサブセットの最適なセットを送信機にフィードバックする。相互的(reciprocal)時分割複信(TDD)ネットワークでは、送信機は独立して選択を行うことができる。 In the case of transmit antenna selection in a frequency division duplex (FDD) network where the forward link (channel) and reverse link (channel) are not identical, the transceiver sends the optimal set of selected subsets of antennas to the transmitter. give feedback. In a reciprocal time division duplex (TDD) network, the transmitter can make the selection independently.
チャネルがゆるやかに変化する屋内ローカルエリアネットワーク(LAN)の用途の場合、アンテナ選択を、媒体アクセス制御(MAC)層プロトコルを使用して行うことができる。IEEE802.11n無線LAN仕様案、I.P802.11n/D1.0「Draft amendment to Wireless LAN media access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: Enhancements for higher throughput」(Tech. Rep., March 2006)を参照されたい。 For indoor local area network (LAN) applications where the channel changes slowly, antenna selection can be performed using a medium access control (MAC) layer protocol. IEEE 802.11n wireless LAN specification draft, I.P802.11n / D1.0 “Draft amendment to Wireless LAN media access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: Enhancements for higher throughput” (Tech. Rep., March 2006 Refer to).
物理(PHY)層プリアンブルを、追加のアンテナのためのさらなるトレーニングフィールド(反復)を含むように拡張する代わりに、異なる複数のアンテナサブセットによってパケットを送受信するためのコマンドを物理層に発行することによって、アンテナ選択トレーニングがMAC層において行われる。Lt×LrのMIMOネットワークのための単一の標準規格トレーニングシーケンスであるトレーニング情報がMACヘッダフィールドに埋め込まれる。 By issuing commands to the physical layer to send and receive packets via different antenna subsets instead of extending the physical (PHY) layer preamble to include additional training fields (repeats) for additional antennas Antenna selection training is performed in the MAC layer. Training information, which is a single standard training sequence for an L t × L r MIMO network, is embedded in the MAC header field.
LTEにおけるSC−FDMA構造
基本的なアップリンク伝送方式は、3GPP TR 25.814,v1.2.2「Physical Layer Aspects for Evolved UTRA」に記載されている。この方式は、アップリンクユーザ間直交性を達成するとともに受信機における効率的な周波数領域均等化を可能にする、サイクリックプレフィクス(CP)を用いる単一キャリア伝送(SC−OFDMA)である。
SC-FDMA structure in LTE The basic uplink transmission scheme is described in 3GPP TR 25.814, v1.2.2 “Physical Layer Aspects for Evolved UTRA”. This scheme is single carrier transmission (SC-OFDMA) with cyclic prefix (CP) that achieves uplink inter-user orthogonality and enables efficient frequency domain equalization at the receiver.
広帯域サウンディング基準信号(SRS)
広帯域SRSは、eNodeBが、ユーザから該eNodeBへのアップリンクチャネルの周波数領域応答全体を推定するのに役立つ。これは、サブキャリアが、原則的に、そのサブキャリアに関する最良のアップリンクチャネル利得を有するユーザに割り当てられる周波数領域スケジューリングに役立つ。したがって、広帯域SRSは、たとえば5MHzまたは10MHzのネットワーク帯域幅全体、またはeNodeBによって確定されるその一部分を占有することができる。後者の場合、広帯域SRSは、ネットワーク帯域幅全体をカバーするために複数の伝送にわたって周波数ホッピングされる。
Wideband sounding reference signal (SRS)
Broadband SRS helps the eNodeB estimate the overall frequency domain response of the uplink channel from the user to the eNodeB. This is useful for frequency domain scheduling where a subcarrier is in principle assigned to a user with the best uplink channel gain for that subcarrier. Thus, the broadband SRS can occupy the entire network bandwidth, eg, 5 MHz or 10 MHz, or a portion thereof determined by the eNodeB. In the latter case, the broadband SRS is frequency hopped across multiple transmissions to cover the entire network bandwidth.
この発明の実施の形態は、無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法を説明する。ネットワークは、アンテナのセットを有する送受信機を含む。この送受信機は、一度にアンテナの1つのサブセットから、副帯域にわたって周波数ホッピングされたサウンディング基準信号(SRS)を送信するように構成される。送受信機は、周波数ホッピングされたSRSを、アンテナのセット内のアンテナのサブセットから交互に送信する。この送信に応答して、送受信機は、アンテナの最適なサブセットを示す情報を受信し、該アンテナの最適なサブセットからデータを送信する。 Embodiments of the present invention describe a method for antenna selection in a wireless communication network. The network includes a transceiver having a set of antennas. The transceiver is configured to transmit a sounding reference signal (SRS) frequency hopped across a subband from one subset of antennas at a time. The transceiver alternately transmits frequency hopped SRS from a subset of antennas within the set of antennas. In response to this transmission, the transceiver receives information indicative of the optimal subset of antennas and transmits data from the optimal subset of antennas.
幾つかの実施の形態では、アンテナのサブセット毎にインデックスを割り当てる。送受信機が送信のためにアンテナの特定のサブセットを選択することを指示するものとして、アンテナの「選択された」サブセットおよび「選択されていない」サブセットも使用する。アンテナの選択されたサブセットのインデックスa(nSRS)は、SRSが送信されるサブフレーム番号nSRSおよびアンテナのサブセットの数に依拠する。したがって、上記のインデックスパターンは、a(nSRS)とnSRSとの間の関数関係の形式で指定することができる。 In some embodiments, an index is assigned to each subset of antennas. The “selected” and “unselected” subsets of antennas are also used as instructions for the transceiver to select a particular subset of antennas for transmission. The index a (n SRS ) of the selected subset of antennas depends on the subframe number n SRS in which the SRS is transmitted and the number of subsets of antennas. Therefore, the above index pattern can be specified in the form of a functional relationship between a (n SRS ) and n SRS .
1つの実施の形態では、送受信機はアンテナのサブセットを2つ有し、インデックスは0および1である。したがって、交互に送信することによって、アンテナの選択されたサブセットのインデックスパターンは、[0,1,1,0]シーケンスを含む。別の実施の形態では、送受信機はアンテナのサブセットを3つ有し、アンテナの選択されたサブセットのインデックスパターンは、[0,1,2,1]シーケンスを含む。様々な実施の形態において、アンテナの選択されたサブセットのインデックスを、周波数ホッピングされたSRSを送信した後に毎回切り換える。 In one embodiment, the transceiver has two subsets of antennas and the indices are 0 and 1. Thus, by transmitting alternately, the index pattern of the selected subset of antennas includes a [0, 1, 1, 0] sequence. In another embodiment, the transceiver has three subsets of antennas, and the index pattern of the selected subset of antennas includes a [0, 1, 2, 1] sequence. In various embodiments, the index of the selected subset of antennas is switched each time after transmitting a frequency-hopped SRS.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるLTE無線ネットワークの全体構造を示している。複数のユーザ機器(UE)または移動送受信機111〜113は、固定基地局(BS)110と通信する。基地局は送受信機も備える。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows the overall structure of an LTE radio network according to Embodiment 1 of the present invention. A plurality of user equipments (UE) or
基地局は、LTE標準規格において、次世代ノードB(eNodeB)と呼ばれる。eNodeB110は、無線チャネルまたは無線接続101、102、103を使用して、セル内の送受信機とのすべての通信を管理および調整する。各接続は、基地局から送受信機へのダウンリンク(DL)または送受信機から基地局へのアップリンクとして機能することができる。基地局において利用可能な送信電力は、送信機における送信電力よりも数桁大きいため、アップリンクにおける性能ははるかにより重大である。
The base station is referred to as a next generation node B (eNodeB) in the LTE standard. The
無線通信を行うために、eNodeBおよび送信機の双方が、少なくとも1つのRFチェーンおよび複数のアンテナを設けられている。通常、アンテナの数およびRFチェーンの数はeNodeBにおいて等しい。基地局におけるアンテナの数は非常に大きい場合があり、たとえば8である。しかしながら、コスト、サイズ、および電力消費に対する制限に起因して、移動送受信機は通例、アンテナ115よりも少ないRFチェーンを有する。送受信機において利用可能なアンテナの数は基地局と比較して相対的に小さく、たとえば、2または4である。したがって、送受信機において、説明されるアンテナトレーニングおよびアンテナ選択が適用される。
In order to perform wireless communication, both the eNodeB and the transmitter are provided with at least one RF chain and a plurality of antennas. Usually, the number of antennas and the number of RF chains are equal at the eNodeB. The number of antennas at the base station may be very large, for example eight. However, due to limitations on cost, size, and power consumption, mobile transceivers typically have fewer RF chains than
送受信機は、動作中、送信する送信RFチェーン(複数可)間でアンテナを切り換える。通常、アンテナ選択は、送受信機において、利用可能なアンテナのセットからアンテナのサブセットを選択する。アンテナ選択は、アンテナ選択信号を生成および送受信するために使用されるトレーニングを含む。この発明の実施の形態1によって、ネットワークが、送受信機を直交方式で異なる複数のSRS帯域幅に順応させること、およびSRSシーケンスの限られたリソース(資源)を良好に使用することが可能になる。 During operation, the transceiver switches antennas between transmit RF chain (s) for transmission. Typically, antenna selection selects a subset of antennas from a set of available antennas at the transceiver. Antenna selection includes training used to generate and transmit and receive antenna selection signals. Embodiment 1 of the present invention enables a network to adapt a transceiver to a plurality of different SRS bandwidths in an orthogonal manner and to effectively use limited resources of the SRS sequence. .
LTEフレーム構造
アップリンク(送受信機からeNodeB)送信およびダウンリンク(eNodeBから送受信機)送信は、無線フレームに編成される。無線フレームは10msの長さであり、それぞれ持続期間が0.5msの20個のスロット306から成る。2つの連続するスロットはサブフレーム301を構成する。フレームは時間領域内に20個のサブフレームを含む。
LTE frame structure Uplink (transceiver to eNodeB) and downlink (eNodeB to transceiver) transmissions are organized into radio frames. A radio frame is 10 ms long and consists of 20
図2は、SC−FDMA(単一キャリア周波数分割多元接続)アップリンクリソースグリッド200の基本構造を示している。水平軸は時間またはSC−FDMAシンボルを示し、垂直軸は周波数またはサブキャリアを示している。サブキャリアの数はネットワーク帯域幅に依拠し、たとえば1.25MHz〜20MHzの範囲をとり得る。
FIG. 2 shows the basic structure of an SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)
アップリンクリソースグリッドは、リソースエレメントから成る。各リソースエレメントは、サブキャリアおよびSC−FDMAシンボルによって識別される。リソースエレメントは、リソースブロックにグループ化される。1つのリソースブロック(RB)は12個の連続するサブキャリアおよび6個または7個の時間的に連続したSC−FDMAシンボルから成る。SC−FDMAシンボルの数は、サイクリックプレフィックス(CP)の長さに依拠する。通常のサイクリックプレフィックスの場合、SC−FDMAシンボルの数は7に等しく、拡張サイクリックプレフィックスの場合、SC−FDMAシンボルの数は6に等しい。 The uplink resource grid consists of resource elements. Each resource element is identified by a subcarrier and an SC-FDMA symbol. Resource elements are grouped into resource blocks. One resource block (RB) consists of 12 consecutive subcarriers and 6 or 7 temporally consecutive SC-FDMA symbols. The number of SC-FDMA symbols depends on the length of the cyclic prefix (CP). For a normal cyclic prefix, the number of SC-FDMA symbols is equal to 7, and for an extended cyclic prefix, the number of SC-FDMA symbols is equal to 6.
各サブフレームはリソースブロックを構成する。詳細に関しては、差込図300および図3を参照されたい。本明細書および特許請求の範囲の目的のために、用語サブフレームおよび送信時間間隔(TTI)を交換可能に使用する。
Each subframe constitutes a resource block. See
図3は、標準のサイクリックプレフィックスの場合のリソースブロック(RB)300の構造を示している。垂直軸は周波数を示し、水平軸は時間を示す。周波数領域において、リソースブロックは複数のサブキャリアを含む。時間領域において、RBは複数のSC−FDMAシンボルに分割される。SC−FDMAシンボルはデータ303および基準信号(RS)310を含むことができる。アップリンクにおいて2つのタイプのRS、すなわちサウンディング基準信号(SRS)311および復調基準信号(DMRS)310が使用される。
FIG. 3 shows the structure of a resource block (RB) 300 in the case of a standard cyclic prefix. The vertical axis shows frequency and the horizontal axis shows time. In the frequency domain, the resource block includes a plurality of subcarriers. In the time domain, the RB is divided into multiple SC-FDMA symbols. The SC-FDMA symbol can include
参照により本明細書に援用されるTS36.211v8.5.0のセクション5.5.1において説明されるように、SRSおよびDMRSはともに、Zadoff−Chuシーケンスのような一定振幅ゼロ自己相関(CAZAC)シーケンスを使用して生成される。シーケンスの長さが、Zadoff−Chuシーケンスに可能な長さと等しくない場合、所望の長さに近く且つ所望の長さ未満の長さのZadoff−Chuシーケンスを循環的に拡張することによって、または所望の長さに近く且つ所望の長さを超える長さのZadoff−Chuシーケンスを切り捨てることによって、所望の長さのシーケンスが生成される。DMRSは、通常のサイクリックプレフィックスの場合、第4のSC−FDMAシンボル内で送信され、拡張サイクリックプレフィックスの場合、第3のSC−FDMAシンボル内で送信される。SRSは、送信時に、TS36.211 v8.5.0.に記載されるような特殊なサブフレームの場合を除いて、一般的にサブフレームの最後のSC−FDMAシンボル内で送信される。しかしながら、この発明の実施の形態1は、RSが送信されるSC−FDMAシンボルに依拠しない。 Both SRS and DMRS are constant amplitude zero autocorrelation (CAZAC) such as Zadoff-Chu sequences, as described in section 5.5.1 of TS 36.211v8.5.0 which is incorporated herein by reference. ) Generated using a sequence. If the length of the sequence is not equal to the length possible for a Zadoff-Chu sequence, or by cyclically extending a Zadoff-Chu sequence with a length close to the desired length and less than the desired length, or as desired By truncating a Zadoff-Chu sequence with a length close to and exceeding the desired length, a sequence of the desired length is generated. The DMRS is transmitted in the fourth SC-FDMA symbol in the case of a normal cyclic prefix, and is transmitted in the third SC-FDMA symbol in the case of an extended cyclic prefix. SRS is TS36.211 v8.5.0. Except in the case of special subframes as described in, generally transmitted in the last SC-FDMA symbol of a subframe. However, Embodiment 1 of the present invention does not depend on the SC-FDMA symbol in which RS is transmitted.
アンテナ選択
一般的に、RSは、アンテナの異なる複数のサブセットから、ユーザデータとともにまたは別個に送信される。RSに基づいて、基地局はチャネルを推定し、データ送信のためのアンテナの最適なサブセットを識別する。
Antenna Selection Generally, RSs are transmitted with user data or separately from different subsets of antennas. Based on the RS, the base station estimates the channel and identifies the optimal subset of antennas for data transmission.
図4は、この発明の実施の形態1によるアンテナ選択のための基本方法を示している。基地局110は、命令151、たとえば周波数ホッピングされたパターン、およびRS161を送信するために使用するアンテナのサブセットを指定する。送受信機101は、命令151にしたがってRS161を送信する。
FIG. 4 shows a basic method for antenna selection according to the first embodiment of the present invention.
基地局は、受信したRSに基づいて、アンテナのサブセット181を選択する(170)。次に、基地局は、アンテナの選択されたサブセット181を送受信機に指示する(180)。続いて、送受信機101は、アンテナの選択されたサブセット181を使用してデータ191を送信する(190)。送受信機は、データの送受信のためにアンテナの同じサブセットを使用することもできる。
The base station selects a subset of
サウンディング基準信号(SRS)
SRSは通例、広帯域または可変帯域幅の信号である。SRSによって、基地局がネットワークのために利用可能な全帯域幅、またはその一部分のみの周波数応答を推定することが可能になる。この情報によって、基地局が、アップリンク周波数領域スケジューリングのようなリソース割当てを行うことが可能になる。この発明の実施の形態1によれば、SRSはアンテナ選択にも使用される。
Sounding reference signal (SRS)
SRS is typically a broadband or variable bandwidth signal. SRS allows the base station to estimate the frequency response of the entire bandwidth available for the network, or only a portion thereof. This information enables the base station to perform resource allocation such as uplink frequency domain scheduling. According to Embodiment 1 of the present invention, SRS is also used for antenna selection.
LTEのための別の選択肢は、周波数ホッピング(FH)パターンを使用してSRSを送信することである。具体的には、所定の周波数ホッピングパターンに基づいて、ネットワーク帯域幅よりも小さい帯域幅、すなわち副帯域を用いてホッピングSRSが送信される。複数の送信にわたってホッピングされたSRSは、ネットワークのために利用可能な全帯域幅の大部分またはさらには全利用可能な帯域幅に及ぶ。周波数ホッピングを用いると、送受信機がトレーニング中に互いに干渉する確率が減少する。 Another option for LTE is to transmit SRS using a frequency hopping (FH) pattern. Specifically, based on a predetermined frequency hopping pattern, a hopping SRS is transmitted using a bandwidth smaller than the network bandwidth, that is, a subband. SRS hopped across multiple transmissions spans most or even all available bandwidth for the network. Using frequency hopping reduces the probability that the transceivers will interfere with each other during training.
しかしながら、不適当に行われる場合、周波数ホッピングされた可変帯域幅SRSを用いたアンテナ選択の結果として、特に送受信機が急速に動いている場合に、性能改善が制限されることとなる。たとえば、図5に示すように、アンテナTx1のすべての副帯域が、周波数ホッピングされたSRSによって連続的にサウンディングされる。その後、影付きのブロックによって示されるように、アンテナTx2の副帯域が同様に連続的にサウンディングされる。しかしながら、この周波数領域アンテナ選択トレーニングパターンから得られるチャネル推定値は急速に期限切れになる。 However, if done improperly, performance improvement will be limited as a result of antenna selection using frequency hopped variable bandwidth SRS, especially when the transceiver is moving rapidly. For example, as shown in FIG. 5, all subbands of antenna Tx 1 are continuously sounded by frequency-hopped SRS. Thereafter, as indicated by the shaded blocks, sub-band of the antenna Tx 2 is likewise continuously sounding. However, the channel estimate obtained from this frequency domain antenna selection training pattern expires rapidly.
図6は、周波数ホッピングされたSRSがアンテナの利用可能なサブセットから交互に送信されるサブフレームを示している。たとえば、送受信機は、アンテナの2つのサブセット、すなわちTx1 210およびTx2 220からSRSを交互に送信する。利用可能な帯域幅240は、SRSが4つの送信250を用いて帯域幅をカバーするように、4つの副帯域241〜244に分割される。副帯域は1つまたは複数のRBを占めることができることに留意されたい。
FIG. 6 shows subframes in which frequency hopped SRS are alternately transmitted from an available subset of antennas. For example, the transceiver transmits SRS alternately from two subsets of antennas, namely
図6からわかるように、この送信シナリオでは、副帯域241および243のためのSRSは常にアンテナTx1のサブセットから送信され、副帯域242および244のためのSRSは常にアンテナTx2のサブセットから送信される。したがって、送受信機はアンテナの利用可能なサブセット毎に全周波数領域にわたってチャネルを推定することができない。
As can be seen from FIG. 6, in this transmission scenario, SRS for
図7は、この発明の実施の形態1による、アンテナのサブセットから送信される周波数ホッピングされたSRSを用いて該アンテナのサブセットをトレーニングするための方法およびネットワーク700を示している。ここで、本明細書および特許請求の範囲の目的として本明細書で定義する場合、実質的に交互に送信する方法とは、SRSがアンテナのセット内の各サブセットを用いて交互に送信することを意味する。ただし、定期的な送信のためのサブセットのスケジュール順序は、周期的に変更されることを意味している。
FIG. 7 shows a method and
幾つかの実施の形態では、アンテナのサブセット毎にインデックスを割り当てる。送受信機が送信のためにアンテナの特定のサブセットを選択することを指示するものとして、アンテナの「選択された」サブセットおよび「選択されていない」サブセットも使用する。 In some embodiments, an index is assigned to each subset of antennas. The “selected” and “unselected” subsets of antennas are also used as instructions for the transceiver to select a particular subset of antennas for transmission.
たとえば、送受信機がアンテナのサブセットを2つ有する場合、インデックスは0および1となる。したがって、交互に送信することによって、アンテナの選択されたサブセットのインデックスパターンは、[0,1,0,1,0,1,0,1,・・・]となる。送受信機が送信のためにアンテナのサブセットを3つ以上使用する場合、アンテナのすべてのサブセットが、サブセットのインデックスにしたがってSRS信号を交互に送信する。たとえば、送受信機がアンテナのサブセットを3つ有する場合、アンテナの選択されたサブセットのインデックスパターンは、[0,1,2,0,1,2,0,1,2,0,1,2,・・・]である。このように、周波数ホッピングされたSRSを送信した後毎回、アンテナの選択されたサブセットのインデックスを切り換える。 For example, if the transceiver has two subsets of antennas, the indices are 0 and 1. Therefore, by alternately transmitting, the index pattern of the selected subset of antennas is [0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1,. If the transceiver uses more than two subsets of antennas for transmission, all subsets of antennas alternately transmit SRS signals according to the subset index. For example, if the transceiver has three subsets of antennas, the index pattern of the selected subset of antennas is [0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2, ...]. Thus, every time after transmitting frequency-hopped SRS, the index of the selected subset of antennas is switched.
しかしながら、実質的に交互に送信する方法では、インデックスパターンは、たとえば[0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,・・・]となる。実質的に交互に送信する方法の場合、送信サブセットのためのインデックスを周期的に変更する、たとえばインデックスをシフトするかまたは省くことに留意されたい。 However, in the method of substantially alternately transmitting, the index pattern is, for example, [0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1,. Note that for methods that transmit substantially alternately, the index for the transmission subset is periodically changed, eg, the index is shifted or omitted.
アンテナの選択されたサブセットのインデックスa(nSRS)は、SRSが送信されるサブフレーム番号nSRSおよびアンテナのサブセットの数に依拠する。したがって、上記のインデックスパターンは、a(nSRS)とnSRSとの間の関数関係の形式で指定することができる。関数関係は、基地局インデックス、およびSRSシーケンスの長さのようなパラメータであるがそれらに限定されない他のパラメータに依拠する。 The index a (n SRS ) of the selected subset of antennas depends on the subframe number n SRS in which the SRS is transmitted and the number of subsets of antennas. Therefore, the above index pattern can be specified in the form of a functional relationship between a (n SRS ) and n SRS . The functional relationship depends on other parameters such as but not limited to the base station index and the length of the SRS sequence.
帯域幅内の副帯域710の数と、トレーニングされる送信アンテナのサブセット720の数との間の関係に基づいて送信のタイプを確定する(740)。以下に詳細に説明するように、条件730において(if 730)副帯域の数が送信アンテナの数の整数倍である場合(731)、SRSを実質的に交互に送信する(760)。たとえば、帯域幅の末尾に達する(735)と毎回アンテナインデックスを切り換える(750)。代替的な実施の形態では、周波数ホッピングされたパターンの終了後または開始時にアンテナインデックスを切り換える。条件730において、副帯域の数が送信アンテナの数の整数倍ではない場合(733)、SRSを交互に送信する(770)。
A type of transmission is determined 740 based on the relationship between the number of
図8は、周波数ホッピングされたSRSを交互に送信するための方法に関する図を示している。B Hz810の利用可能な帯域幅を、それぞれ(B/Nf)Hzの帯域幅のNf個の副帯域に分割する(830)。副帯域の数が奇数である、たとえばNf=5であり、且つアンテナのサブセットの数が偶数、たとえば2である場合、サブバンドの数は送信アンテナの数の整数倍ではない。このため、2つのアンテナTx1およびTx2からの交互の送信は、結果として時間インタリーブされた周波数ホッピングパターンとなる。
FIG. 8 shows a diagram relating to a method for alternately transmitting frequency hopped SRS. The available bandwidth of
図9は、周波数ホッピングされたSRSを実質的に交互に送信するための方法に関する図を示している。この実施の形態1では、副帯域の数、すなわち4は、送信アンテナの数、すなわち2の整数倍である。したがって、送信が帯域幅、たとえば送信パターン920の末尾に達すると、アンテナのサブセットのインデックスを切り換える。このため、送信930の次のパターンは、サイクル920の場合のサブセットTx1ではなく、アンテナのサブセットTx2から開始する。
FIG. 9 shows a diagram relating to a method for substantially alternately transmitting frequency hopped SRS. In the first embodiment, the number of subbands, that is, 4 is the number of transmission antennas, that is, an integer multiple of 2. Thus, when the transmission reaches the bandwidth, eg, the end of the
上記で説明したように、実施の形態1では、いずれのトレーニングパターンを使用するかの判断は基地局によって行われる。トレーニングパターンは、命令151の一部分として送受信機に送信される。代替的な実施の形態では、送受信機は、可能なトレーニングパターンに関する知識を有し、命令151は使用するトレーニングパターンの識別情報のみを含む。
As described above, in the first embodiment, the base station determines which training pattern to use. The training pattern is transmitted to the transceiver as part of the
この発明を好ましい実施の形態の例として説明してきたが、この発明の精神および範囲内で様々な他の適応および変更を行うことができることは理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲の目的は、この発明の真の精神および範囲内に入るすべての変形および変更を包含することである。 Although the invention has been described by way of examples of preferred embodiments, it is to be understood that various other adaptations and modifications can be made within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims is intended to embrace all such variations and modifications as fall within the true spirit and scope of this invention.
Claims (13)
複数の周波数の副帯域に順次割り当てられたアンテナのインデックスがその割り当て順序に従って配列されたインデックスパターンにより前記第1のアンテナ、第2のアンテナからSRSを送信する送受信機のSRS送信方法であって、
副帯域の数が偶数であるか奇数であるかを判断する判断ステップを備え、
副帯域の数が奇数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを交互に配列させ、
副帯域の数が偶数の場合には、前記インデックスパターンは、第1の時間帯についての第1の割当て順序に対応する第1の送信パターンに対して該第1の時間帯に続く第2の時間帯についての第2の割当て順序に対応する第2の送信パターンを反転して配列させる、
ことを特徴とする送受信機のSRS送信方法。 In a transceiver having a first antenna and a second antenna,
An SRS transmission method of a transceiver for transmitting SRS from the first antenna and the second antenna according to an index pattern in which antenna indexes sequentially assigned to subbands of a plurality of frequencies are arranged according to the assignment order ,
A determination step of determining whether the number of subbands is even or odd;
When the number of subbands is an odd number, the index pattern alternately arranges the index of the first antenna and the index of the second antenna,
If the number of subbands is an even number, the index pattern is a second second following the first time zone with respect to a first transmission pattern corresponding to a first allocation order for the first time zone. Inverting and arranging the second transmission pattern corresponding to the second allocation order for the time zone;
The SRS transmission method of the transceiver characterized by the above-mentioned .
複数の周波数の副帯域に順次割り当てられたアンテナのインデックスがその割り当て順序に従って配列されたインデックスパターンにより前記第1のアンテナ、第2のアンテナからSRSを送信する送受信機のSRS送信方法であって、An SRS transmission method of a transceiver for transmitting SRS from the first antenna and the second antenna according to an index pattern in which antenna indexes sequentially assigned to subbands of a plurality of frequencies are arranged according to the assignment order,
副帯域の数が偶数であるか奇数であるかを判断する判断ステップを備え、A determination step of determining whether the number of subbands is even or odd;
副帯域の数が奇数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを交互に配列させ、When the number of subbands is an odd number, the index pattern alternately arranges the index of the first antenna and the index of the second antenna,
副帯域の数が偶数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを連続させる部分を含むように配列させる、When the number of subbands is an even number, the index pattern is arranged to include a portion in which the index of the first antenna and the index of the second antenna are continuous.
ことを特徴とする送受信機のSRS送信方法。The SRS transmission method of the transceiver characterized by the above-mentioned.
前記送受信機は、複数の周波数の副帯域に順次割り当てられたアンテナのインデックスがその割り当て順序に従って配列されたインデックスパターンにより前記第1のアンテナ、第2のアンテナからSRSを送信するために、
副帯域の数が偶数であるか奇数であるかを判断し、
副帯域の数が奇数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを交互に配列させ、
副帯域の数が偶数の場合には、前記インデックスパターンは、第1の時間帯についての第1の割当て順序に対応する第1の送信パターンに対して該第1の時間帯に続く第2の時間帯についての第2の割当て順序に対応する第2の送信パターンを反転して配列させるように構成される、
ことを特徴とする無線通信ネットワーク。 A wireless communication network comprising a transceiver having a first antenna and a second antenna ,
The transmitter / receiver transmits SRS from the first antenna and the second antenna according to an index pattern in which indexes of antennas sequentially allocated to subbands of a plurality of frequencies are arranged according to the allocation order.
Determine whether the number of subbands is even or odd,
When the number of subbands is an odd number, the index pattern alternately arranges the index of the first antenna and the index of the second antenna,
If the number of subbands is an even number, the index pattern is a second second following the first time zone with respect to a first transmission pattern corresponding to a first allocation order for the first time zone. Configured to reverse and arrange the second transmission pattern corresponding to the second allocation order for the time period ;
A wireless communication network characterized by the above .
前記送受信機は、複数の周波数の副帯域に順次割り当てられたアンテナのインデックスがその割り当て順序に従って配列されたインデックスパターンにより前記第1のアンテナ、第2のアンテナからSRSを送信するために、The transmitter / receiver transmits SRS from the first antenna and the second antenna according to an index pattern in which indexes of antennas sequentially allocated to subbands of a plurality of frequencies are arranged according to the allocation order.
副帯域の数が偶数であるか奇数であるかを判断し、Determine whether the number of subbands is even or odd,
副帯域の数が奇数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを交互に配列させ、When the number of subbands is an odd number, the index pattern alternately arranges the index of the first antenna and the index of the second antenna,
副帯域の数が偶数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを連続させる部分を含むように配列させるように構成される、When the number of subbands is an even number, the index pattern is configured to be arranged to include a portion in which the index of the first antenna and the index of the second antenna are continuous.
ことを特徴とする無線通信ネットワーク。A wireless communication network characterized by the above.
複数の周波数の副帯域に順次割り当てられたアンテナのインデックスがその割り当て順序に従って配列されたインデックスパターンにより前記第1のアンテナ、第2のアンテナからSRSを送信するために、In order to transmit SRS from the first antenna and the second antenna according to an index pattern in which indices of antennas sequentially assigned to subbands of a plurality of frequencies are arranged according to the assignment order,
副帯域の数が偶数であるか奇数であるかを判断し、Determine whether the number of subbands is even or odd,
副帯域の数が奇数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを交互に配列させ、When the number of subbands is an odd number, the index pattern alternately arranges the index of the first antenna and the index of the second antenna,
副帯域の数が偶数の場合には、前記インデックスパターンは、第1の時間帯についての第1の割当て順序に対応する第1の送信パターンに対して該第1の時間帯に続く第2の時間帯についての第2の割当て順序に対応する第2の送信パターンを反転して配列させる、If the number of subbands is an even number, the index pattern is a second second following the first time zone with respect to a first transmission pattern corresponding to a first allocation order for the first time zone. Inverting and arranging the second transmission pattern corresponding to the second allocation order for the time zone;
ことを特徴とする送受信機。A transceiver characterized by that.
複数の周波数の副帯域に順次割り当てられたアンテナのインデックスがその割り当て順序に従って配列されたインデックスパターンにより前記第1のアンテナ、第2のアンテナからSRSを送信するために、In order to transmit SRS from the first antenna and the second antenna according to an index pattern in which indices of antennas sequentially assigned to subbands of a plurality of frequencies are arranged according to the assignment order,
副帯域の数が偶数であるか奇数であるかを判断し、Determine whether the number of subbands is even or odd,
副帯域の数が奇数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを交互に配列させ、When the number of subbands is an odd number, the index pattern alternately arranges the index of the first antenna and the index of the second antenna,
副帯域の数が偶数の場合には、前記インデックスパターンは、第1のアンテナのインデックス、第2のアンテナのインデックスを連続させる部分を含むように配列させる、When the number of subbands is an even number, the index pattern is arranged to include a portion in which the index of the first antenna and the index of the second antenna are continuous.
ことを特徴とする送受信機。A transceiver characterized by that.
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